據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國污水排放量為4.474×10**7m3/d，不同規(guī)模，不同程度的城市污水廠有100多座。每天所產(chǎn)生的污泥量約為污水處理量的0.5%～1.0%，數(shù)量十分驚人。如果污泥處理不當(dāng)，極易造成二次污染。研究技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理的污泥處理方法是十分重要的。本文就目前國內(nèi)外一些剩余污泥的處理方法以及研究發(fā)展方向作一介紹。

1濕式氧化法(WO)法

濕式氧化法是一種物理?化學(xué)法。這種方法在高溫下(臨界溫度為150℃～370℃)和一定壓力下用來處理高濃度有機(jī)廢水和不易生化的廢水是十分有效的。由于剩余污泥在物質(zhì)結(jié)構(gòu)上與高濃度有機(jī)廢水十分相似，因此這種方法也可用于處理剩余污泥。

用WO法處理剩余污泥，反應(yīng)溫度對總COD的降解效果影響很大。在300℃和30min的停留時(shí)間下，總COD可去除80%，反應(yīng)溫度對剩余污泥氧化作用的影響大于活性污泥中溶解氧濃度的變化對濕式氧化效果的影響[1]。在特定的溫度和壓力下，總COD要變成可溶性有機(jī)物主要依賴于氧化時(shí)間[2]。由于剩余污泥是由大量的細(xì)菌群組成，它在高溫下能夠比較容易水解，從細(xì)胞中釋放出大量可溶性有機(jī)物，在300℃以上并氧化30min以后，除部分可溶性COD被氧化成CO2和H2O外，剩余可溶性有機(jī)物成分都是以乙酸和其它有機(jī)酸為主的難分解有機(jī)物[2]。在這一過程中，82%的COD降解(其中75%被氧化，7%轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物)，18%的COD以非溶性形式存在;70%以上的MLSS被去除，且使MLVSS∶MLSS的比率明顯降低。反應(yīng)中灰分并沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它的減少是由于本身被溶解進(jìn)入溶液中所致。經(jīng)處理后的MLSS極易從混合液中沉淀出來。

為了使污泥得到進(jìn)一步的生物處理，目前國外研究的方向大多集中在污泥成分的轉(zhuǎn)化。WO液體中剩余有機(jī)物在下臨界條件下很難被氧化，最終的產(chǎn)物以乙酸的形式存在，而不是CO2和H2O。乙酸在WO處理中非常難被進(jìn)一步被氧化，但在厭氧和好氧生物處理過程中十分容易被降解，因此在WO設(shè)計(jì)中通常選擇乙酸的濃度作為動力學(xué)參數(shù)?；钚晕勰嗟慕M分非常復(fù)雜，很難用一個(gè)簡單的表達(dá)式表示，所以在設(shè)計(jì)WO處理系統(tǒng)中必須使用簡化的分析參數(shù)，例如MLVSS，可溶性COD，乙酸，甲醛等，這些參數(shù)被優(yōu)化組合后，就有可能使WO系統(tǒng)在最佳條件下運(yùn)行，并為下一步的生物處理提供最易降解的原料。

WO法處理城市污水廠活性污泥是十分有效的。但由于是在高溫高壓下運(yùn)行，設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高，適用于大、中型污水處理廠。

2厭氧消化和熱干燥法

污泥厭氧消化是污泥處理的重要方法之一，在國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛[3]。厭氧消化利用厭氧微生物的分解作用，使污泥中的有機(jī)物分解并趨于穩(wěn)定。消化過程中可回收能源，但消化后的污泥含水率較高，仍需進(jìn)一步脫水。

污泥熱干燥法[4]是利用熱和壓力破壞污泥的膠凝結(jié)構(gòu)，并對污泥進(jìn)行消毒殺菌。這種方法大大減少了污泥的體積，而且干燥后的剩余污泥能夠成為一種有價(jià)值的農(nóng)用肥料。熱干燥法最大的缺點(diǎn)是初期投資費(fèi)用和每日所需能量的費(fèi)用過高。

如果將厭氧消化與熱干燥法結(jié)合起來，在干燥之前先對部分污泥進(jìn)行厭氧消化，并將熱空氣用過熱蒸汽

(SHS)?代替來干燥污泥，則投資和用于干燥能量耗費(fèi)上的費(fèi)用都將大大減少。從熱能的角度分析，厭氧消化和過熱蒸汽干燥的結(jié)合完全能夠?qū)崿F(xiàn)能量的平衡(5)。利用過熱蒸汽干燥之所以具有較高的能量利用率是由于這種方法可進(jìn)行循環(huán)操作，并利用冷卻SHS時(shí)所釋放的熱能來維持厭氧消化的操作溫度;同時(shí)在熱干燥之前進(jìn)行厭氧消化不僅可以將所需干燥的污泥量減少，而且可將所產(chǎn)生的甲烷用來提供干燥所需的熱能。熱能分析表明，通過控制厭氧消化過程中的停留時(shí)間和干燥之前的脫水污泥的固體濃度，干燥所需的熱能可完全由消化產(chǎn)生的甲烷氣體來滿足。一般來講，通過冷卻SHS所獲得的能量大于厭氧消化所需的能量，但由于厭氧消化受環(huán)境溫度影響較大，所以在較寒冷的氣候條件下，使用厭氧消化和過熱蒸汽干燥相結(jié)合的方法處理污泥表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢。這兩種方法的有效結(jié)合充分發(fā)揮了厭氧消化和熱干燥法各自的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了能源相互補(bǔ)，但是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，初期投資大。

3生物處理法

3.1膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器是近幾年發(fā)展起來的一種新型的處理技術(shù)。由于膜生物反應(yīng)器的高截留率并將濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)，使反應(yīng)器中具有很高的微生物濃度和相對較低的污泥負(fù)荷并有很長的污泥停留時(shí)間，使有機(jī)物大部分被降解。從理論上講，膜生物反應(yīng)器污泥停留時(shí)間可以無限長而避免排泥。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道[6]，在錯(cuò)流式膜生物反應(yīng)器中如果污泥被完全截留，污泥中無機(jī)組分沒有過大的積累，碳的去除率達(dá)90%，凱氏氮被完全硝化。目前英國和日本已將這一技術(shù)成功地應(yīng)用于小型污水廠中。

膜生物反應(yīng)器處理污泥目前最大問題是膜的堵塞和膜材料價(jià)格[7]。膜的堵塞使污泥的有效滲水率下降，需要采用適當(dāng)?shù)姆椒_洗膜，使膜恢復(fù)通透能力。另外膜材料的價(jià)格是限制膜生物反應(yīng)器推廣的另一因素，但隨著新材料的不斷涌現(xiàn)，廉價(jià)的膜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將成為可能。例如Kubota公司?美國?已研制出耐高溫高壓的陶瓷平板膜系統(tǒng)，并已進(jìn)入實(shí)用化階段。

3.2高速生物反應(yīng)器

高速生物反應(yīng)器技術(shù)是在利用土壤處理污泥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。利用土壤中的微生物處理污泥，由于是系統(tǒng)開放，因而會受到氣溫和土壤濕度的影響，使土壤利用的時(shí)間和區(qū)域受到一定的限制。SWEC公司(美國)在80年代開始研制開發(fā)高速生物反應(yīng)器，該技術(shù)將污泥的脫水、消化和干化相結(jié)合，將土壤處理的整個(gè)過程放置在室內(nèi)一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行。

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